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高速星:恒星中的博尔特,一秒钟400千米

银河系数以千计的恒星中,大部分都在以每秒几十或上百千米的速度运动着,我们最熟悉的太阳,运行速度是每秒250公里,但这样的速度只能算中规中矩,有一些恒星就比较另类,它们基本上是以每秒超过400千米的速度“奔跑”着,这类恒星有一个直白的名字,高速星。

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如果高速星能够脱离银河系的引力束缚,他们就会飞出银河系,成为星际“流浪儿”,从高速星变成超高速星。

高速星的速度能有多快?如果我们能以高速星的速度飞行,100秒之内就能环绕地球一圈,不到一刻钟就能完成奔月。

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1988年,美国天文学家杰克·希尔斯的预言就首次揭示了高速星的存在。

他在预言中是这样说的:银河系中心超大质量黑洞通过巨大的潮汐力“拆散”周围的双星系统,其中一颗星被超大质量黑洞“捕获”,围绕着黑洞运动,另一颗星则以非常高的速度被“抛射”出去,并最终从银河系“逃离”。这颗逃离的恒星说的就是高速星。

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高速星可以从无数理论推演中找到,但天文学家希望能真的看到这些恒星。

经过17年漫长等待,2005年,人们终于发现了第一颗高速星,这是美国天文学家沃伦·布朗在观测银晕中暗蓝色恒星时意外发现的,它正在以超过每秒700千米的速度“逃离”银河系,如果寿命允许,它就能飞出银河系,成功去到星际间“流浪”。

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此后的15年里,共有550多颗高速星先后被报道,他们基本上都是以超过每秒400千米的速度“奔跑”,最快的一颗超高速星,能达到每秒1700千米,比炮弹出膛时的速度还快2000多倍,科学家们预估这颗恒星是会飞出银河系的。

与它有着相似命运的恒星,还有42颗超高速星,它们的速度都超过了银河系引力束缚的第四宇宙速度。

天文学家按照高速星的“起源”和是否拥有逃脱银河系的“本领”,将它们划分成四类,分别是超高速星、超高速逃逸星、逃跑星和快速晕星。

超高速星就是指能够从银河系“逃跑”的恒星,诞生于银心,银心是银河系的中心凸出部分,呈很亮的球状,直径约为2万光年,厚1万光年。

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除了银心,银河系还有银盘、银晕和银冕三种结构,在银心附近的恒星获得了巨大的能量从而改变了原本的运行速度变成超高速星,天文学家证实,恒星与银心黑洞之间的相互作用是这一类超高速星“诞生”的原因。

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超高速逃逸星也能从银河系“逃跑”,但是他们诞生于银盘,银盘是由恒星、尘埃和气体组成,一般被视为恒星的摇篮,孕育着很多恒星,银盘上恒星的密度也比银河系外围高,恒星之间的相互作用是超高速逃逸星“诞生”的原因。

逃跑星也诞生于银盘,和超高速逃逸星产生的原因差不多,不同的是,逃跑星获得的能量很少,没办法摆脱银河系的束缚,只能在银河系“溜达”,不出意外的话,他们注定被困在银河系中。

快速晕星其实是外来的“星际移民”,他们是银河系从周边质量更小的卫星星系或者其他星系中“吞并”过来的,这些恒星从卫星星系被“撕扯”下来时获得了很高的速度,所以就成了快速晕星。

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从上面的分类可以知道,高速星的形成方式一般有三种,一种是受到黑洞或者大质量恒星在特殊情况下的引力加速效应,一种是受到相互绕行的恒星的超新星爆发的推动作用,以及被银河系从其他卫星星系中捕获过来形成的。

这些条件都很苛刻,也是高速星在银河系中非常稀少的原因。

在去年的12月,中科院国家天文台发布了一份天文观测探究成果,该台一个天文研究团队通过我国郭守敬望远镜和欧洲航天局盖亚空间望远镜的观测数据,发现了591颗正在高速飞奔的恒星,这是有史以来发现高速星最多的一次,使得目前全世界已发现的高速星的数量翻倍。

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搜寻高速星可以为我们深入研究高速星的形成机制提供可能,还可以帮助我们了解银河系中心黑洞附近的故事,例如银心黑洞周围的环境以及银河系结构等,甚至能进一步帮助我们去理解银河系暗物质的性质和暗物质的分布。

所以很多研究者都希望“看到”更多高速星的出现。

银河系看上去就如同一片缥缈的烟云,我们每个人终其一生都感觉不到它会有什么变化,但实际上它是一直处于变化当中的。

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太阳花上2.4亿年可以环绕银河系一周,而这些高速星也会经过几千万或上亿年的运行,奔向宇宙深处,在此过程中演化到生命的终点,虽然我们短暂的一生见不到这样的盛景,但想想,这就是宇宙的浪漫吧。

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